第十二章简单机械----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第十二章简单机械 一、单选题 1．关于简单机械，下列说法中正确的是（　　） A．定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向 B．使用滑轮组不仅省力而且省功 C．功率越大的机械，做功就越快 D．做功越多的机械，其机械效率就越高 2．如图，一块厚度、密度均匀的长方形钢板放在水平地面上，用两种方式施加竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则（　　） A． B． C． D． 3．杆秤是我国古代杠杆应用的杰作，如图所示是我国传统的杆秤，常用来测量物体的质量。它由带有刻度的秤杆、秤盘、秤砣、提纽等组成关于杆秤，下列说法正确的是（　　） A．用杆秤称量物体质量时，C点是杆秤的支点 B．用杆秤称量物体质量时，A点是杆秤的支点 C．秤杆上50g的刻度比100g的刻度离提纽更近 D．只有所测物体的质量与秤砣的质量相等时，秤杆才能水平静止 4．下列简单机械中，属于费力杠杆的是（　　） A．剪头发的剪刀 B．托盘天平 C．剪铁丝的手钳 D．自行车的刹车闸 5．港珠澳大桥的成功建成离不开我国自行制造的世界上最大的吊装船“振华30”，如图是“振华30”正在吊装重达6000t沉管隧道最后的一段，吊装中使用了非常复杂的滑轮组，下列有关说法正确的是（　　） A．使用滑轮组是为了省功 B．滑轮组中定滑轮的作用是改变力的方向 C．图中钢丝绳股数很多，是为了提高滑轮组的机械效率 D．该滑轮组的机械效率可能大于 6．如图是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”，若一个体重为600N的人利用此“车梯”使800N的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，“车梯”的机械效率为80%（不计绳重和摩擦），下列关于此过程中的说法，正确的是（　　）                      A．使用“车梯”时人拉绳的速度为0.2m/s B．使用“车梯”时人做的有用功为200J C．使用“车梯”时人做功的功率为240W D．使用“车梯”时人所用的拉力为250N 7．如图所示是生活中使用筷子的情景，使用筷子夹菜时（　　） A．省力且省距离 B．省力但费距离 C．费力且费距离 D．费力但省距离 8．小满在探究杠杆平衡条件的实验中，当杠杆静止在图甲所示的位置时，他通过调节平衡螺母，使杠杆在水平位置上平衡。接着他又把重为2N的钩码，悬挂在杠杆A点处，并在B点处施加一个竖直向上、大小为1N的拉力F1，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲中的杠杆处于不平衡状态 B．图乙中的杠杆能平衡 C．如图丙所示，若在C点处施加一个方向与杠杆成30°的拉力F2，当杠杆水平静止时，F2＝2N D．以上三种说法都是错误的 9．如图1所示，用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图2所示，下列有关此过程的说法中正确的是（　　） A．提升物体时的拉力大小关系为F甲<F乙 B．甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比为2︰3 C．物体M、N的重力大小关系为GM=GN D．乙滑轮组机械效率比甲低 10．如图所示，用四个拉力分别匀速提升同一物体，下列说法错误的是（    ） A． B．额外功等于0 C．定滑轮的实质是一个等臂杠杆 D．方向不同，说明使用定滑轮能改变施力的方向 二、填空题 11．小明利用如图所示装置沿水平方向匀速拉动一个重300N的物体A，物体A受到的摩擦力是60N，如果该装置的机械效率为80%，则作用在绳端的拉力F的大小为 N。 12．学校每个星期一的早晨都要举行庄严的升国旗仪式。当升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它能 ，其实质是 。 13．螺丝刀就是一个轮轴的实例，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉上有螺纹，在我们学过的简单机械中它属于 ，螺纹 （选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 14．如图所示，重为125N的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑轻质圆环，用竖直向上的测力计拉着圆环缓慢向右移动，使杠杆保持水平静止，此过程中杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，测力计向右移动的过程中示数 （选填“变大”“变小”或“不变”），圆环位于如图所示位置时该杠杆为 （选填“省力”或“费力”）杠杆，当圆环到O点距离为10cm时，测力计示数F为100N，该杠杆长为 cm。 15．如图，小明沿斜面匀速拉动小车至高度h处，测得小车重为1.8N，斜面高h为0.2m，斜面长s为0.4m，拉力F为1.25N，则在此过程中，有用功为 J，机械效率为 ，利用斜面提升物体可以省 。 三、作图题 16．人站在地面上用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，请在下图中画出滑轮组的绕法。 四、实验题 17．在探究“杠杆平衡的条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每小格等长）、铁架台、刻度尺、细线和重为1N的钩码。 (1)如图甲所示杠杆 （“是”或“不是”）平衡状态。 (2)实验中进行多次实验的目的是____（选填“A”或“B”）。 A．取平均值减小误差 B．使实验结论具有普遍性 (3)如图所示，用细绳竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡；保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力F大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 18．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 0.4 (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计； (2)小组某同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法是 （选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响； (3)通过比较 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号）； (4)有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。分析表中数据，你认为这句话是 （填“正确”或“错误’）的。 五、计算题 19．重力为600N的小明（未画出）站在地上用如图所示的滑轮组匀速提升350N的重物，所用的拉力F为250N，5s内绳子自由端被拉下2m，在此过程中，不计绳重和摩擦，绳所能承受力足够大。 (1)拉力F的功率； (2)动滑轮的重力； (3)小明使用此滑轮组的最大机械效率。 20．如图所示，AOB为一轻质杠杆，AO长50cm且处于水平状态，OB长120cm且与水平台面成60°夹角。当作用在B处竖直向下的拉力F为150N时，棱长为20cm的正方体重物G对地面的压力为其重力的。求： (1)杠杆A处对细绳的拉力； (2)在B处不施加拉力时，重物对水平地面的压强； (3)使重物G离开地面时，作用在B处的最小作用力。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第十二章简单机械----2024-2025学年人教版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C A B D D C C B 1．C 【详解】AB．定滑轮可改变用力的方向，不能改变力的大小，而滑轮组能改变用力的方向，也能改变力的大小，但不能省功，故AB错误； C．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功就越快，故C正确； D．机械效率是有用功与总功的比值，只说有用功，无法说明机械效率的大小，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】用甲的方法抬起，支点是板长的一边中点，动力臂是板宽，阻力是板的重力，阻力臂是板宽的一半，动力臂是阻力臂的2倍，动力是阻力的，故；用乙的方法抬起，支点是板宽的一边中点，动力臂是板长，阻力是板的重力，阻力臂是板长的一半，动力臂是阻力臂的2倍，所以，因此。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．C 【详解】AB．用杆秤称量物体质量时，杠杆围绕B点转动，B点是杆秤的支点，故AB错误； CD．由杠杆平衡原理可知，所测物体的质量与秤砣的质量满足下列关系 即 当满足此关系时杠杆才能平衡。当物体质量变大时，乘积变大，质量不变，故变大，秤杆上50g的刻度比100g的刻度离提纽更近，故C正确，D错误。 故选C。 4．A 【详解】A．剪头发的剪刀使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意； B．托盘天平属于等臂杠杆，故B不符合题意； C．剪铁丝的手钳使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意； D．自行车的刹车闸使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。 故选 A。 5．B 【详解】A．根据功的原理，使用任何机械都不省功，使用滑轮组可以省力或改变力的方向，但不能省功，故A错误； B．定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向，在滑轮组中定滑轮的作用就是改变力的方向，故B正确； C．使用滑轮组过程中，克服钢丝绳重和摩擦做的功是额外功，在有用功一定时，钢丝绳股数越多，额外功越多，机械效率越低；图中钢丝绳股数很多，是为了省力，故C错误； D．机械效率是有用功跟总功的比值，由于使用机械时不可避免地要做额外功，总功一定大于有用功，所以机械效率总是小于100%，不可能大于100%，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．重物在10s内升高2m，则重物上升的速度为 由于承担物重的绳子有4段，所以人拉绳的速度 故A错误； B．人利用此“车梯”使800N的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，提升重物时人做的有用功 故B错误； C．由于机械效率80%，可得 人做功的功率为 故C错误； D．人的拉力 故D正确。 故选D。 7．D 【详解】筷子在使用时，手指对筷子的作用力为动力，物体对筷子的作用力是阻力，筷子与手掌虎口附近的接触点为支点，则动力臂小于阻力臂，所以费力，但省距离，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．C 【详解】A．图甲中杠杆静止，处于平衡状态，故A错误； B．图中左、右两侧的作用力使杠杆逆时针转动，没有阻力，故不能平衡，故B错误； CD．图中根据几何知识知，动力F2的力臂为4格的一半，为2格长，故动力臂等于阻力臂，则动力等于阻力，为2N，故C正确，D错误。 故选C。 9．C 【详解】AB．由图1可知，甲滑轮组中绳子承重段数n甲=3；乙滑轮组中绳子承重段数n乙=2；由图2可知，甲、乙滑轮组的总功分别为W甲总=1200J，W乙总=800J，用甲、乙两个滑轮组分别将物体M，根据s=nh可知 s甲=n甲h=3×1m=3m s乙=n乙h=2×1m=2m 绳子自由端移动的距离之比为 s甲︰s乙=3m︰2m=3︰2 两滑轮组中，绳端拉力分别为 因此F甲=F乙，甲滑轮与乙滑轮组所用的拉力相同，故AB错误； C．由图丙可知 W甲有用=1200J-800J=400J 乙滑轮组做的有用功为 W乙有用=800J-400J=400J 由W有用=Gh可知 因此GM=GN，故C正确； D．由图丙可知，甲滑轮组做总功为1200J，做额外功为800J，机械效率 乙滑轮组做总功为800J，做额外功为400J，机械效率 因此乙滑轮组机械效率比甲高，故D错误。 故选C。 10．B 【详解】AC．定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，所以定滑轮的实质是一个等臂杠杆，则使用定滑轮不能省力，所以F1、F2、F3、F4一样大，故AC正确，不符合题意； B．由于拉物体上升时，要克服绳重和摩擦做额外功，所以额外功不等于零，故B错误，符合题意； D．使用定滑轮向不同方向都能使物体上升，说明使用定滑轮能改变施力的方向，故D正确，不符合题意。 故选B。 11．25 【详解】图示滑轮组承重绳子为3根，物体移动的距离为s1时，绳子端移动的距离s=3s1，据得，绳端拉力 12． 定 改变力的方向 等臂杠杆 【详解】[1]因为升国旗时，当升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升。则需要能改变拉力的方向的滑轮，所以旗杆顶部安装的是定滑轮。 [2]使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。 [3]定滑轮的轴位置固定不动，其动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，其实质是等臂杠杆。 13． 粗 斜面 密 【详解】[1]螺丝刀的动力施加在手柄上，手柄相当于轮，是一个省力的轮轴，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。 [2][3]螺丝钉上的螺纹相当于一个变形的斜面，长度一定时，螺纹越密相当于斜面越长，所以，螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。 14． 平衡 变小 费力 16 【详解】[1]由于金属杆在测力计的拉力作用下保持水平静止，根据杠杆平衡的定义（杠杆静止或匀速转动），可以判断此过程中杠杆处于平衡状态。 [2]由于金属杆是粗细均匀的，所以其重心位于杆的中点。当测力计拉着圆环缓慢向右移动时，动力臂（即O点到圆环的距离）逐渐增大，而阻力（金属杆的重力）和阻力臂（即O点到金属杆重心的距离，保持不变，因为重心位于杆的中点）都不变。根据杠杆的平衡条件，可以得出动力F1​（即测力计的示数）会逐渐变小。 [3]由于圆环位于图示位置时，动力臂（O点到圆环的距离）小于阻力臂（O点到金属杆重心的距离），根据杠杆的分类（动力臂大于阻力臂为省力杠杆，动力臂小于阻力臂为费力杠杆，动力臂等于阻力臂为等臂杠杆），可以得出该杠杆为费力杠杆。 [4]当圆环到O点距离为10cm时，测力计示数F为100N。此时，动力臂为10cm，阻力为金属杆的重力125N，阻力臂为杠杆长度的一半（因为重心位于杆的中点）。根据杠杆的平衡条件，可得 解得，杠杆长度为。 15． 0.36 72% 力 【详解】[1][2]有用功为 总功为 则机械效率为 [3]由题意指，，所以利用斜面提升物体可以省力。 16． 【详解】要使人站在地面上用滑轮组将重物提起，绳子自由端的拉力方向应向下，则绳子应系在定滑轮下面的挂钩上，然后依次绕线。如下图所示： 17．(1)是 (2)B (3)变大 【详解】（1）如图甲所示位置时杠杆是静止的，所以杠杆处于平衡状态。 （2）本题为探究性实验，实验中多次实验，是为了得出普遍性结论，避免偶然性。 故选B。 （3）保持杠杆平衡，拉力由竖直向上至向左倾斜时，此时拉力的力臂变短，而阻力与阻力臂的大小不变，根据杠杆的平衡条件，接力F会变大。 18．(1)匀速 (2) 不正确 摩擦力 (3)2、3 (4)错误 【详解】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，不考虑绳重和摩擦，物体和滑轮受到的拉力等于承重绳子的总拉力。 （2）[1][2]实验时，测力计静止读数的想法是不正确，因为实验过程中边拉动测力计边读数，弹簧测力计示数虽然不稳定，但拉力包含了各部位之间的摩擦力，测力计静止时读数，没有考虑到滑轮组各部位之间的摩擦力对械效率的影响。 （3）由表中数据可知，2、3两组数据所用的滑轮组相同，物体被提升的高度相同，提升物体的重力不同，机械效率不同；通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 （4）甲、乙两图对应表中的1、2两组数据，分析表中的1、2两组数据可知，提升的物体的重力、提升高度相同，滑轮组做的有用功相同，机械效率相同，但乙图比甲图滑轮组更省力；第4组数据的机械效率 丙、丁两图对应表中的3、4两组数据，分析表中的3、4两组数据可知，提升的物体的重力、提升高度相同，滑轮组做的有用功相同，第3组数据的机械效率更高，但丁图比丙图滑轮组更省力；综合以上分析可知，机械越省力，它的机械效率越高，这句话是错误的。 19．(1)100W (2)150N (3)87.5% 【详解】（1）拉力做的总功W总=Fs=250N×2m=500J 拉力做功的功率 （2）由图知n=2，不计绳重和摩擦，拉力 则动滑轮的重力G动=nF-G=2×250N-350N=150N （3）小明施加的最大拉力F最大=G人=600N 由不计绳重和摩擦时 可知，小明能提升的最大物重G最大=nF最大-G动=2×600N-150N=1050N 由 可知，滑轮组的最大机械效率 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据图示可知，动力臂 阻力臂 动力；则根据杠杆平衡条件可知，A点受到的拉力为 由于物体间力的作用是相互的，A点受到的拉力为180N，则杠杆A处对细绳的拉力为 （2）物体G处于静止状态，受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，重物G对地面的压力等于支持力的大小，所以支持力为其重力的，所以可得 即 解得物体的重力为。在B处不施加拉力时，重物对地面的压力等于其重力，则重物对地面的压强为 （3）若使重物G离开地面，要使作用在B处的力最小，根据杠杆的平衡条件可知，动力臂应该最大，当OB作为动力臂时，动力臂是最大的，则有 即 解得。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$